Яндекс цитирования Rambler's Top100 ???????@Mail.ru АгроПоиск - аграрная поисковая система

Русский Инженерный Портал 

THE RUSSIAN ENGINEERING   


| СсылкиИнформБюроФотоMузейБиблиоTекаПорталФорумГостеваяАвтор |

Операция Барбаросса Русская Революция Русский Инженерный Портал Главная

 
On-line: гостей 0. Всего: 0 [подробнее..]
Добро пожаловать на форум!

Огромная просьба к посетителям форума: оставлять сообщения по существу вопроса, избегать использования ненормативной лексики, объявлений и изображений эротического и экстремистского характера.

Соблюдайте законы РФ. Нарушители этих правил будут блокироваться!

В связи с хулиганскими действиями некоторых посетителей форума, введена обязательная регистрация!

Если у вас возникли проблемы с регистрацией, обращайтесь по почте: russianengineering@narod.ru

АвторСообщение



Сообщение: 1
Зарегистрирован: 23.09.13
Репутация: 0
ссылка на сообщение  Отправлено: 23.09.13 18:53. Заголовок: Поршневой ДВС- неиспользованные резервы


ПОРШНЕВОЙ ДВС НОВОГО ТИПА: СИНТЕЗ КИНЕМАТИКИ И КИНЕТИКИ


( Аналитический обзор )

- «…мы диалектику учили не по Гегелю»
- а жаль…

Введение


В знаменитой философской гегелевской триаде «тезис, антитезис,синтез» обобщен процесс развития - появления материального ( или нематериального) качественно нового объекта, превосходящего исходный ( исходные). Однако в практике социумов неразрывность триады часто не соблюдается и ограничивается диалектикой: «анализ-синтез» или «тезис-антитезис».
В предлагаемом обзоре на примере эволюции поршневого двигателя внутреннего сгорания показано это противоречие и рассмотрен гипотетический путь его преодоления.
Обзор фактов (постановка задачи)
Несмотря на свою «архаичность» поршневые ДВС остаются основной «тягловой силой» наземного (за исключением электротяги) транспорта, водного транспорта, а также в легкомоторной авиации, не говоря уже о сонме стационарных или полустационарных технологических машин-орудий с механическим приводом от ДВС.
Естественно, что такое массовое применение ДВС требует непрерывного усовершенствования его эффективности,как устройства, преобразующего тепловую( химическую) энергию горения топлива в механическую работу. Согласно статистике, у поршневых двигателей механический КПД равен 0,70-0,90. Это значит, что механические потери составляют 10-30% индикаторной мощности двигателя. Из этих потерь добрая половина приходится на преодоление трения между поршнем и гильзой цилиндра и шеек коленвала в подшипниках. Наиболее высокий КПД имеют мощные многоцилиндровые (как правило крейцкопфные) тихоходные двигатели /1,р.20/. Другим средством, также уменьшающим боковые усилия (трения), передаваемые поршнями на стенки цилиндров, служит дезаксирование кривошипно-шатунного механизма(КШМ), когда ось цилиндра смещена относительно оси вала /1,р.256/.
Оба цитированных примера являются прологом к существованию проблемы аксиального ДВС/2/, одним из упрощенных решений которой является отказ от КШМ. Практически реализовано только несколько специальных устройств такого типа с достаточно узким применением, как-то: дизель-компрессоры, генераторы газа со свободно-движущимися поршнями, роторно-поршневые двигатели (Ванкеля). Однако подход «нет механизма-и нет проблемы» имеет свои недостатки. Например, в двигателе Ванкеля поршневые уплотнения ротора имеют «пробег» в 1,57 раз больший, чем поршни в цилиндре обычного двигателя, а работа пластинчатых уплотнений с переменными и знакопеременными нагрузками тоже не способствует надежности и долговечности мотора.

Выводы


Автор обзора предлагает использовать идею «фрактальности» (построение кинематической схемы параксиального ДВС с ПДП из вспомогательных механизмов двигателя, как-то: коромыслового механизма газораспределения), в общих чертах изложенную в работе/2/, но сохранить при этом КШМ. Диалектический (в смысле триады) подход, по мнению автора, в итоге достигает двух целей: 1)увеличение механического КПД цилиндро-поршневых пар,
2)увеличение индикаторного КПД за счет возникновения рекуперации максвелловского газа в одном из цилиндров с ПДП ( см. Приложения 1 и 2 соответственно).

Список литературы:
1.к.т.н. Ю.Б.Моргулис «Двигатели внутреннего сгорания» теория,конструкция и расчет. М. Машиностроение» 1972г. 336стр.,илл.,табл.
2.М.А.Зленко, д.т.н.Кутенев,НАМИ, «Аксиальный ДВС:новый взгляд на старую идею», Автомобильная Промышленность 6/1992 М.К-12,пр.Сапунова,13, 4-й эт. К. 424,427
3.А.К.Тимирязев «Кинетическая теория материи» издание третье. Гос.Уч.Пед. Издательство Мин.Просв.РСФСР,М.1956г. 224стр., илл.
4.Ф.Морс «Теплофизика» Пер. с англ.Е.Б.Чудновской . Под. Ред. Проф.А.Ф.Чудновского М. «Наука» Гл. ред. Физико-Математической литературы 1968г., 416стр.,илл.
5.А.П.Знаменский «Справочник металлиста», ОНТИ НКТП СССР. Гл. ред. Литературы по машиностроению и металлообработке, Л-М, 1937г., 976стр.,илл.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1


Чтобы увеличить механический КПД цилиндро-поршневых пар, применяем:
а) глубокое дезаксирование КШМ за счет коромысла (траверсы)
б)ось качания коромысла размещаем на поперечине крейцкопфа (показана заштрихованной на рис.1).
Как видно из рис.1, схема представляет шарнирно-стержневую систему из трех стержней одинаковой длины, соединенную с двухкривошипным валом посредством крейцкопфа.



Из рассмотренной кинематической схемы (рис.1) компонуем двухвальный ДВС с интересующими нас свойствами (рис.2), где изображены:
ЛЦ-левый цилиндр с двумя противоположно движущимися поршнями (ВМТ);
ПЦ-правый цилиндр с двумя противоположно движущимися поршнями(НМТ);
s – дистанционные (дополнительные) шарниры (углы отклонения от вертикали +- 1,9 град.);
Пунктир-линии - вильчатые главные шатуны двигателя, пальцы вилок которых входят в продувочные окна цилиндров (показано на ЛЦ);
S – разнос валов по вертикали;
Пунктир-окружности - оборачивающий двухшестеренный редуктор , соединяющий коленвалы двигателя. Соединение валов может быть произведено другим способом: посредством вертикального вала и конической передачи, как это сделано в двигателе «Д100» для тепловоза /1/;
О1О2 - общий шток верхнего и нижнего крейцкопфов, играющий роль стабилизатора боковой нагрузки крейцкопфов. (При разобщенных крейцкопфах боковая нагрузка до 3F, F-вертикальное усилие дистанционного шарнира поршня).

На рис.2 не показаны верхний (ВЦ) и нижний (НЦ) цилиндры со своими поршнями, непосредственно через свои дистанционные шарниры присоединенные к точкам О1 и О2 соответственно. Нижний цилиндр, естественно, « перевернут» (его ВМТ - при положении поршня «снизу»).
Нас будут интересовать некоторые кинематические и кинетические особенности цилиндра ЛЦ, что и отражено в ПРИЛОЖЕНИИ 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2





Порядок вспышек в полученном четырехцилиндровом шестипоршневом ДВС следующий:
Ө =0 ВМТ ВЦ, нагруженного на шток крейцкопфа О1;
Ө =90˚ ВМТ ЛЦ, нагруженного на левые ветви траверс и общий шток крейцкопфов;
Ө = 180˚ ВМТ НЦ, нагруженного на шток крейцкопфа О2;
Ө = 270˚ ВМТ ПЦ, нагруженного на правые ветви траверс и общий шток крейцкопфов,
где Ө – угол поворота в системе коленвалов.
В силу параксиальности цилиндро-поршневых пар здесь могут применяться безтронковые (облегченные) поршни без направляющих(пружинящих) юбок.
В силу того, что поршни ЛЦ и ПЦ в любой момент движения находятся «внутри» неинерциальной системы, связанной с ходом штока крейцкопфа, возникает интересная особенность поведения центра тяжести объема(массы) газа, заключенного в межпоршневом пространстве в течение рабочего хода (РХ) для ЛЦ. Просчитаем положение указанного ЦТ в ряде точек в течение одного цикла для ЛЦ. Получим график движения ЦТ , показанный на рис.3.
Рассматривая точку 180˚ как излом графика (точка переброса скорости ЦТ объема(массы) газа, заключенного в межпоршневом пространстве) в середине РХ, мы имеем право ожидать отклонений в части кинетической теории покоящихся (неподвижных) газов, с которыми существующая кинетическая теория имеет дело по-умолчанию. В частности, возможно изменение свойств максвелловского распределения, отправным пунктом которого является так называемое «каноническое распределение фаз», введенное Гиббсом /3,р.137/, из которого следовала знаменитая «теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы»/3,р.140/.
Ввиду актуальности для нашего случая, процитируем абзац/3,р.141/:
«…оперируя функцией Гиббса…, мы фактически применяли частный случай вместо общего выражения для плотности распределения фаз. Так, в 1924 году Г.Яффе удалось показать, что если плотность распределения фаз выразить как функцию не одного только интеграла энергии, но и интеграла, выражающего принцип сохранения движения центра тяжести, то энергия не будет распределяться уже равномерно по степеням свободы. Однако эта работа , несмотря на ее капитальное значение, прошла совершенно незамеченной…
(G.Jaffe, Ann. d. Phys., 1924, 74, 528 и 76, 1925, 680)».
Произведем ориентировочную оценку энергетического эффекта как результата отражения от воображаемой стенки скорости дрейфа (см. /4, р.155, ф-ла 12.3/:
Vдр.х = <Px/m> :=Supʃ Px/m dPxʃdPyʃdPz f(P) = ʃ02πdβʃ0π/22sinα cosαdα ʃ0+inf. (P/m) f(P)P2dP = (2kT/πm)1/2, что составляет ½ от средней скорости частиц газа <v> =(8kT/πm)1/2.
Тогда пиковое значение энергетического эффекта, как отношение квадратов вышеуказанных скоростей, равно 1/4 или 25%.
В действительности бесконечных скоростей в указанной точке (Ө =180˚) не наблюдается (отношение ускорений j(180˚)/j(0) составляет 13,2), и, принимая, что временной профиль эффекта - пилообразный; при объеме ЛЦ примерно 1/3 от литрового объема всего двигателя, получим величину полезного эффекта на уровне 4%.
Тот факт, что ускорение в НМТ крейцкопфа значительно превосходит по абсолютной величине ускорение в ВМТ, возможно, потребует введения в подсистему крейцкопфов упругого элемента в виде спиральных пружин, регламент подбора которых является нормалью в машиноведении ( например /5/).


Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить
Ответов - 11 [только новые]


moderator




Сообщение: 398
Зарегистрирован: 30.11.09
Откуда: Россия
Репутация: 1
ссылка на сообщение  Отправлено: 24.05.14 22:11. Заголовок: весьма интересно, но..


весьма интересно, но как-то сложновато?!

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить



Сообщение: 1
Зарегистрирован: 08.09.13
Репутация: 0
ссылка на сообщение  Отправлено: 27.05.14 08:56. Заголовок: из ОСНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДВС /1, ГЛ.ХХIV/


"Наряду с использованием существующего опыта, проектирование должно представлять собой творческий процесс-введение новых прогрессивных элементов, применение новых, не использованных ранее конструктивных решений.
Как правило, конструкция должна быть патентно "чистой", т.е. не должна содержать элементов, введение которых требует приобретения лицензий."

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить
moderator




Сообщение: 404
Зарегистрирован: 30.11.09
Откуда: Россия
Репутация: 1
ссылка на сообщение  Отправлено: 09.06.14 17:10. Заголовок: главная проблема так..


главная проблема такого двигателя - большое количество шарниров и рычагов, которые придётся уравновешивать дополнительными элементами конструкции.

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить



Сообщение: 2
Зарегистрирован: 08.09.13
Репутация: 0
ссылка на сообщение  Отправлено: 10.06.14 07:55. Заголовок: рычаги коромысел мож..


рычаги коромысел можно сделать составными (из двух шатунов каждый, собирая их анкерными болтами на коренных шейках(пальцах) крестовин общего крейцкопфа)
по поводу их уравновешивания:перевернем ДВС, тогда коромысла как-бы вывешены на главных шатунах. Такая система может иметь полосу частот, в которой коромысла "всплывают" - как-бы теряют вес. Это могло-бы помочь уравновешиванию/теоретически/

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить
moderator




Сообщение: 405
Зарегистрирован: 30.11.09
Откуда: Россия
Репутация: 1
ссылка на сообщение  Отправлено: 10.06.14 08:40. Заголовок: В любом случае понад..


В любом случае понадобиться десятки лет доводки "до ума", пока получится полноценный работающий двигатель, опять-же при условии достаточного финансирования.... - а это самая главная проблема!

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить



Сообщение: 3
Зарегистрирован: 08.09.13
Репутация: 0
ссылка на сообщение  Отправлено: 12.06.14 06:52. Заголовок: "ARS LONGA , ..


"ARS LONGA , VITA BREVIS"

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить
moderator




Сообщение: 406
Зарегистрирован: 30.11.09
Откуда: Россия
Репутация: 1
ссылка на сообщение  Отправлено: 21.06.14 13:30. Заголовок: вот вот, и я о том-ж..


вот вот, и я о том-же....

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить



Сообщение: 4
Зарегистрирован: 08.09.13
Репутация: 0
ссылка на сообщение  Отправлено: 22.06.14 11:12. Заголовок: В "запасе" идей по данному механизму есть еще "Стирлинг"


Принимая во внимание существенное замечание (избыточность рычагов и шарниров), предлагаю "перейти" к "родственной теме": Альфа-Стирлингу ( см. ВИКИПЕДИЯ).
Правда, здесь он сдвоенный. Одно плечо образовано ВЦ и ЛЦ, другое плечо образовано НЦ и ПЦ. Основной недостаток Альфа-Стирлинга -перегрев горячего поршня здесь устраняется разбивкой на две зоны нагрева ( ВЦ и НЦ), каждая меньшей интенсивности, чем при одиночном поршне.
Ввиду собственных возрастных ограничений и отсутствия опыта, предлагаю в плане оформления заявок и пр. "голую идею". Другими словами - ищу соавтора.
Ваше мнение?

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить
moderator




Сообщение: 408
Зарегистрирован: 30.11.09
Откуда: Россия
Репутация: 1
ссылка на сообщение  Отправлено: 16.09.14 11:31. Заголовок: Идея ради идеи?


Идея ради идеи? Для патентирования? Наверное кто-то этим заинтересуется... А что дальше?

На самом деле, я попытался "запихнуть" в России изготовление автоэлектрики с готовых чертежей - и то, не заинтересовались....

Никому это сейчас в России не нужно. Идёт "распил бабла", остальное - побоку!

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить



Сообщение: 2
Зарегистрирован: 23.09.13
Откуда: Россия, Краснодар
Репутация: 0
ссылка на сообщение  Отправлено: 25.06.15 07:06. Заголовок: опилки опилкам розн..


опилки опилкам рознь. Иногда "опилки" идей - не побочный, а основной эффект. В данном случае, если заменить коромысло эквивалентной кулисой, то схема автоматически приводится к 5-лучевой звезде. Кроме легкого ДВС - еще и 5-ступенчатый воздушный компрессор для пневмоаккумуляторов новых, экологических, видов транспорта

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить



Сообщение: 3
Зарегистрирован: 23.09.13
Откуда: Россия, Краснодар
Репутация: 0
ссылка на сообщение  Отправлено: 08.03.16 10:02. Заголовок: ­промежуточные вывод..


*PRIVAT*

Спасибо: 0 
ПрофильЦитата Ответить
Ответ:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
видео с youtube.com картинка из интернета картинка с компьютера ссылка файл с компьютера русская клавиатура транслитератор  цитата  кавычки оффтопик свернутый текст

показывать это сообщение только модераторам
не делать ссылки активными
Имя, пароль:      зарегистрироваться    
Тему читают:
- участник сейчас на форуме
- участник вне форума
Все даты в формате GMT  3 час. Хитов сегодня: 2
Права: смайлы да, картинки да, шрифты нет, голосования нет
аватары да, автозамена ссылок вкл, премодерация откл, правка нет



Инженер - Механик С/Х Сергей Иванов : russianengineering@narod.ru : "The Russian Engineering" 01.04.2005 - ©